SISTEM MONITORING PENDETEKSI SUHU DAN KELEMBAPAN PADA RUMAH JAMUR BERBASIS MIKROKONTROLLER AT-MEGA 328
SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi persyaratan peyelesaian Skripsi pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Ponorogo
Disusun oleh : Nama
: Joko Nugroho
NIM
: 10520204
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONOROGO 2014
ABSTRAK JUDUL : APLIKASI SISTEM MONITORING PENDETEKSI SUHU DAN KELEMBAPAN PADA RUMAH JAMUR BERBASIS MIKROKONTROLLER AT-MEGA 328 NAMA : JOKO NUGROHO NIM : 10520204 Tugas akhir ini meliputi perancangan dan realisasi sebuah Aplikasi Sistem Monitoring Pendeteksi Suhu dan Kelembapan pada Rumah Jamur Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 328 yang digunakan untuk mendeteksi suhu dan kelembapan ruangan. Aplikasi Sistem Monitoring Pendeteksi Suhu dan Kelembapan pada Rumah Jamur Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 328, Limit switch, LCD 2X16 karakter seri M1632,Sensor DHT 11 dan beberapa komponen pendukung lainnya. Perancangan dan realisasi aplikasi Sistem Monitoring Pendeteksi Suhu dan Kelembapan pada Rumah Jamur Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 328 tersebut berasal dari hasil eksperimen, sedangkan pendukung penulisan tugas akhir ini diperoleh dari beberapa sumber antara lain buku, internet, dan literatur. Aplikasi Sistem Monitoring Pendeteksi Suhu dan Kelembapan pada Rumah Jamur Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 328 ini menggunakan relay yang dikendalikan oleh mikrokontroler AT- Mega 328 sebagai saklar elektroniknya. Sehingga pemilihan jenis relay yang sesuai dengan beban harus diperhatikan atau penggunaan relay dapat diganti dengan TRIAC jika diperlukan. Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, Sistem Monitoring Pendeteksi Suhu dan Kelembapan pada Rumah Jamur Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 328 ini bekerja dengan cukup baik. Pada penulisan tugas akhir ini aplikasi Sistem Monitoring Pendeteksi Suhu dan Kelembapan pada Rumah Jamur Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 328 hanya digunakan untuk pembibitan rumah jamur. Tetapi tidak menutup kemungkinan untuk pengembangan lebih lanjut. Keyword: Mikrokontroler, Sensor, Relay
vi
MOTTO Jangan pernah untuk menyerah begitu saja Karena kita masih memiliki teman yang lebih tau Untuk kita belajar Semangat dan Jangan Menyerah “Man Jadda Wa Jada”
vii
Persembahan Ayah dan Ibu tercinta yang selalu memberi dukungan guna penyelesaian skripsi ini. Saudara - saudari yang kusayangi (Sahkandiyar, Mustofa, Siti Maryana dan banyak yang tak bisa ku sebutkan satu persatu). Dan Dosen – Dosen yang selalu menyemangati
viii
KATA PENGANTAR Sudah sepantasnya penulis mengucapkan Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, sebab hanya karunia dan rahmat-Nya lah penulis mampu menyelesaikan penyusunan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Muhammadiyah Ponorogo. Dalam penyusunan skripsi ini, penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa uluran tangan dan bantuan dari berbagai pihak penyusunan skripsi ini tidak akan terwujud. Oleh karena itu pada kesempatan yang baik ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih yang tiada terhingga atas segala bantuan yang telah penulis terima dalam keseluruhan proses penyelesaian penelitian ini. 1.
Kepada Bapak Ir. Aliyadi, MM. selaku Dekan fakultas teknik Universitas Muhammadiyah Ponorogo.
2.
Kepada Ibu Desriyanti, ST. selaku ketua Program Studi Teknik Elektro, serta selaku pembimbing pertama, peulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih.
3.
Kepada Bapak Heri Wijayanto, ST, MM, M.Kom selaku pembimbing Pertama, dan Bapak Untung Wahyudi,ST penulis juga menyampaiakan rasa hormat dan terima kasih.
4.
Kepada Bapak Edy Kurniwan,MT selaku penguji pertama, penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih. Dari beliau penulis juga mendapatkan bimbingan dan juga mendapatkan banyak pengetahuan yang sangat berguna dalam penyempurnaan penyusunan skripsi ini.
ix
5.
Kepada seluruh staf di Fakultas Teknik dan staf pengajar Universitas Muhammadiyah Ponorogo, penulis juga menyampaikan banyak terima kasih karena dengan amal – amal beliau, penulis bertambah wawasan, ilmu, dan pengetahuan.
6.
Kepada sahabat, yang telah memberikan dorongan moril kepada penulis sehingga penulis dapat melaksanakan penelitian dengan lancar. Kepada seluruh teman – teman mahasiswa program studi elektro Universitas
Muhammadiyah Ponorogo yang telah banyak memberikan bantuan dan dorongan selama penyelesaian penulisan skripsi ini, penulis menyampaikan terima kasih yang tak terhingga. Kepada ayahanda dan ibunda, penulis menyampaikan rasa terima kasih dan sungkem yang sedalam dalamnya, karena berkat doa dan restu beliaulah sebagai kunci kelancaran dan penyelesaian skripsi ini.
Ponorogo,
Joko Nugroho
x
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .................................................................................... HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... HALAMAN BERITA ACARA UJIAN ........................................................ BERITA ACARA BIMBINGAN SKRIPSI .................................................. BERITA ACARA BIMBINGAN SKRIPSI .................................................. ABSTRAK ................................................................................................... MOTTO ....................................................................................................... HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................... KATA PENGANTAR .................................................................................. DAFTAR ISI ................................................................................................ DAFTAR TABEL ........................................................................................ DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
i ii iii iv v vi vii viii ix xi xiii xiv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. A. LATAR BELAKANG ....................................................................... B. RUMUSAN MASALAH .................................................................. C. TUJUAN .......................................................................................... D. BATASAN MASALAH ................................................................... E. MANFAAT PENELITIAN ............................................................... F. SISTEMATIKA PENULISAN ..........................................................
1 1 3 3 3 4 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... A. ARDUINO UNO............................................................................... B. SENSOR DHT11 .............................................................................. C. PRINSIP KERJA DHT11 .................................................................. D. LCD DAN PRINSIP KERJA ............................................................ E. RELAY .............................................................................................
7 16 17 18 18 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...................................................... A. SUBJEK PENELITIAN .................................................................... B. ALAT DAN BAHAN PENELITIAN ................................................ C. PERANCANGAN SISTEM ..............................................................
27 27 28 30
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... A. PERANCANGAN ALAT ................................................................. B. PERAKITAN PERANGKAT KERAS .............................................. C. PERANCANGAN PROGRAM......................................................... D. PENGUJIAN ALAT SETIAP BLOK ................................................
34 34 36 40 43
xi
E. PENGUJIAN ALAT ......................................................................... F. KORELASI SISTEM ........................................................................
48 49
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ A. KESIMPULAN ................................................................................. B. SARAN .............................................................................................
51 51 51
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Data Sheet Mikrokontroller AT-Mega 328 ...................................... 10 Tabel 2.2 Fungsi khusus port A ...................................................................... 13 Tabel 2.3 Fungsi khusus port B ..................................................................... 14 Tabel 2.4 Fungsi khusus port C....................................................................... 15 Tabel 2.5 Fungsi khusus port D ...................................................................... 15 Tabel 3.1 Spesifikasi komponen yang di gunakan ........................................... 27 Tabel 4.1 Daftar komponen catu daya ............................................................. 44 Tabel 4.2 Pengukuran catu daya ...................................................................... 45 Tabel 4.3 Pengukuran tegangan pada buzzer ................................................... 48 Tabel 4.4 Pengujian alat .................................................................................. 49
xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Arduino Uno ...............................................................................
7
Gambar 2.2 Diagram blok mikronkontroller AT-Mega 328 ....................................
9
Gambar 2.3 Diagram Blok AVR ATMega 328 ............................................. 12 Gambar 2.4 Sensor DHT11 ............................................................................. 17 Gambar 2.5 Diagram Kinerja DHT11 ............................................................. 18 Gambar 2.6 LCD yang terangkai ke Arduino Uno ................................................ 19 Gambar 2.7 Rangkaian LCD ........................................................................... 23 Gambar 3.1 Flow chart program ..................................................................... 32 Gambar 4.1 Diagram blog sistem .................................................................... 34 Gambar 4.2 Gambar rangkaian DHT 11 .......................................................... 38 Gambar 4.3 Rangkaian LCD ........................................................................... 38 Gambar 4.4 Rangkaian relay ........................................................................... 39 Gambar 4.5 interfacing sensor dengan mikrokontroler .................................... 40 Gambar 4.6 rangkaian sensor – mikrokontroler ............................................... 41 Gambar 4.7 interfacing relay dengan mikrokontroler. ..................................... 42 Gambar 4.8 interfacing LCD dengan Mikrokontroler ...................................... 42 Gambar 4.9 Rangkaian catu daya .................................................................... 44 Gambar 4.10 DHT 11 yang terhubung dengan arduino uno ............................. 45 Gambar 4.11 Pengujian DHT 11 yang di tampilkan di monitor ....................... 46 Gambar 4.12 Hasil dari pengujian DHT 11 ..................................................... 46 Gambar 4.13 Rangkaian LCD ke pin arduino .................................................. 47 Gambar 4.14 Output modul LCD yang terhubung arduino .............................. 47 Gambar 4.15 Tampilan alat beserta konfigurasi............................................... 49 Gambar 4.16 Ta Tampilan alat beserta konfigurasi di ruangan berbeda ........... 50
xiv
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masyarakat kota Ponorogo lebih memilih membuat pekerjaan sendiri yang tidak menyita
waktu dan pekerjaan lainnya, maka masyarakat kota
Ponorogo lebih memilih
usaha budidaya jamur, karena di jaman maju dan
berkembang sangat sulit mencari pekerjaan yang setiap hari menghasilkan. Budidaya jamur merupakan salah satu budidaya yang tidak mengenal musim. Budidaya jamur merupakan salah satu mata pencarian warga masyarakat sekitar Ponorogo. Jenis-jenis jamur yang umum dibudidayakan ialah jamur merang, jamur tiram, jamur kuping dan jamur payung. Jamur yang sering di budidaya oleh petani di Ponorogo adalah jamur tiram. Jamur tiram merupakan jamur yang cukup sederhana pemeliharaannya, dan sangat digemari oleh masyarakat Ponorogo karena harganya yang relative terjangkau. Banyak permintaan dari konsumen membuat jamur tiram sangat menjanjikan bagi petani jamur. Jamur dapat tumbuh dan berkembang dengan baik di pengaruhi oleh Penyiapan ruangan untuk mendukung proses hidup jamur, suhu ruangan, kelembapan dalam ruangan. Suhu dan kelembapan yang paling berpengaruh tehadap pertumbuhan tanaman jamur, sebab bila suhu dan kelembapan apabila
1
tidak sesuai seperti pada syarat tumbuh maka log/bibit jamur akan mengering dan pertumbuhan jamur akan terhambat atau bahkan tidak akan tumbuh. Jamur dapat tumbuh dengan baik diantara suhu 25-30°C dan kelembapan minimal 80-85% dan dinding juga atap minimal 2 kali sehari disesuaikan dengan cuaca dan iklim. Sedangkan suhu udara di Indonesia pada umumnya tinggi yaitu antara 24 – 34oC, dan kelembapan udara juga tinggi yaitu antara 60 - 90%. Faktor-faktor inilah yang menyebabkan daerah di Indonesia menjadi tempat ideal tumbuhan berbagai macam spesies diantaranya jamur.( Djariah:2001:Hal 16) Untuk mendapatkan hasil tanaman jamur yang memuaskan di Ponorogo dengan suhu dan kelembapan yang tinggi, maka di perlukan alat yang berfungsi untuk mengetahui suhu
dan kelembapan dalam ruangan. Dengan cara
penggunaan alat ini mampu menampilkan suhu dan kelembaban ruangan di saat itu pula dan apabila suhu dan kelembaban itu tidak tercapai atau melebihi batas maka akan otomatis melakukan apa yang seharusnya di lakukan. Sehingga jamur akan tumbuh dan berkembang dengan baik. Berdasarkan uraian diatas maka penelit mengajukan peneliatan dengan judul Sistem Monitoring Pendeteksi Suhu Dan Kelembapan Pada Rumah Jamur Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 328.
2
B. Rumusan Masalah Berdasarkan permasalahan diatas maka yang kami bahas berkaitan dengan alat tersebut antara lain : 1.
Bagaimana mengkondisikan rumah jamur agar suhu dan kelembapan bisa stabil dan nyaman untuk pertumbuhan pada rumah jamur?
2.
Bagaimana mengimplementasikan aplikasi sistem monitoring suhu dan kelembapan pada rumah jamur?
C. Tujuan Berdasarkan rumusan masalah tujuan pembuatan ini adalah: 1.
Mengkondisikan suhu dan kelembapan pada rumah jamur agar stabil dan nyaman untuk pertumbuhan bibit jamur.
2.
Sistem yang dirancang dapat diimplementasikan secara nyata pada rumah jamur.
D. Batasan Masalah Untuk menghindari luasnya pembahasan, maka penulis memberikan beberapa batasan, yaitu: 1.
Sistem yang dirancang hanya untuk pengidentifikasian suhu dan kelembapan pada rumah jamur.
2.
Sistem yang dirancang dengan bahasa pemrograman dari Arduino Uno.
3
3.
Perangkat Keras yang digunakan adalah Arduino Uno, LCD 16x2, Sensor DHT11.
4.
Sistem hanya berfungsi untuk Mengidentifikasi Suhu dan Kelembapan dan menampilkan di layar LCD 16x2
E. Manfaat Adapun manfaat-manfaat penelitian ini sebagai berikut: 1.
Bagi peneliti Bagi penulis perancangan alat ini agar dapat mengasah ketrampilan yang telah diterima di kelas dan mengaplikasikan ke lapangan tentang teoriteori tersebut.
2.
Bagi petani jamur Perancangan alat ini berguna bagi petani jamur yang
ada di sekitar
Ponorogo yang bermanfaat untuk memonitoring suhu dan kelembaban di dalam rumah jamur agar jamur tumbuh dan berkembang dengan baik. Karena kebanyakan petani jamur mengetahui suhu dan kelembaban dengan cara alami, maksudnya jika sudah ada bibit jamur yang mati maka suhu atau kelembabannya tidak memenuhi syarat.
4
F. Sistematika Penulisan Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman atau pokok bahasan dari karya tulis ini, maka penulis menyajikan sistematika penulisan karya tulis ini sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Berisi uraian latar belakang pembuatan Sistem Monitoring Pendeteksi Suhu dan Kelembapan pada Rumah Jamur Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 328, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan, serta sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Berisi Teori yang menunjang penyelesaian masalah dalam perancangan Sistem Monitoring Pendeteksi Suhu dan Kelembapan pada Rumah Jamur Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 328 yang meliputi LCD, sensor, serta komponenenkomponen pendukung dalam perancangan sistem. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Dalam bab ini dijelaskan mengenai pengumpulan data pada Sistem Monitoring Pendeteksi Suhu dan Kelembapan pada Rumah Jamur Berbasis Mikrokontroller AT-Mega 328.
5
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Dalam bab ini dijelaskan mengenai antarmuka arduino, sensor DHT11 dengan komponen penunjang, serta pembahasan mengenai program utama serta inisialisai buat monitoring suhu dan kelembapan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dari karya tulis yang dibuat serta beberapa saran untuk pengembangan selanjutnya.
6
DAFTAR PUSTAKA
Djarijah, Marlina Djarijah & Abbas Siregar Djarijah. 2001. Budidaya jamur tiram. Yogyakarta: Karisus Purdum, Ph.D.Jack Purdum. 2012. Biginning C for Arduino. New York: Springer science + Business Media Platt, Sharles. 2012. Encyclopedia of Electronic Components Vol 1. America: O’Reilly Media Schmidt, Maik. 2011. Arduino. America: Pragmatic Programmers Susilo, Deddy. 2010. 48 jam Kupas Tuntas Mikrokontroler MCS51 & AVR. Yogyakarta: CV ANDI OFFSET
